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Deformación de impresión 3D:por qué se produce y cómo prevenirla


La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva que es exacto, preciso y adecuado para fabricar productos con diseños complejos. Sin embargo, es común que muchos usuarios, especialmente los novatos, experimenten varios defectos. Uno de los defectos comunes de la impresión 3D es la deformación de la impresión 3D.

La deformación de la impresión 3D se produce por muchas razones, lo que hace que la impresión 3D sea frustrante para muchas personas. Como resultado, este artículo discutirá la deformación de la impresión 3D, sus causas, posibles soluciones y cómo evitar la deformación de la impresión 3D.

Concepto de deformación de impresión 3D

La deformación es la distorsión de una parte de su forma prevista.

Comprender la deformación de la impresión 3D solo es posible al comprender el proceso de impresión 3D y cómo se relaciona con el filamento de impresión 3D. La impresión 3D implica la extrusión de filamento líquido desde una boquilla calentada a una cama de impresión calentada (la mayoría de las veces). Al tocar la cama de impresión, el líquido se condensa en su forma sólida.

El filamento de impresión 3D conserva sus propiedades mecánicas durante los cambios de fase. Sin embargo, están sujetos a expansión y contracción (el grado de dicho efecto físico depende del filamento). Los cambios de temperatura durante la expansión y contracción del filamento de impresión 3D aseguran una diferencia en la expansión. Si el filamento extruido se enfría bruscamente durante el encogimiento, puede provocar la tracción de la capa anterior. Como resultado, esto puede dar lugar a impresiones 3D deformadas.

La deformación se muestra en impresiones 3D de las siguientes formas:

-Las impresiones 3D deformadas se muestran más en la capa base porque experimentan una amplia gama de temperaturas debido a las capas sucesivas.

-Otras capas también pueden experimentar deformaciones debido al efecto pull-up de las capas sucesivas a medida que se enfrían en las capas frías.

-Una capa base resistente también puede provocar deformaciones al adherirse a la plataforma de impresión.

Hay otras formas de que se manifieste la deformación de la impresión 3D. Estos se analizan en detalle en la siguiente sección.

¿Qué causa la deformación de la impresión 3D?

La causa principal de la deformación de la impresión 3D es la diferencia de temperatura durante la extrusión del filamento. Sin embargo, hay otras causas. A continuación se presentan algunas causas frecuentes que debe tener en cuenta durante la impresión 3D.

1. Diferencia de temperatura

Durante la extrusión, el filamento calentado sufre expansión y contracción. Las diferencias de temperatura pueden prolongar o reducir la expansión. Si el filamento extruido se enfría abruptamente, esto puede provocar una impresión 3D deformada.

Esta es la razón más común de la deformación de la impresión 3D y ocurre debido a un enfriamiento desigual, mala ventilación, velocidad insuficiente del ventilador de enfriamiento y la elección incorrecta del filamento de impresión 3D.

2. Adhesión incorrecta de la cama

La primera capa de la impresión 3D debe adherirse correctamente a la cama de impresión. Cuando esto no sucede, la capa posterior puede encogerse y levantar la primera capa. Esto, a su vez, puede conducir a una impresión 3D deformada. La adherencia inadecuada de la cama puede ser el resultado de lo siguiente:

3. Configuración de corte incorrecta

La segmentación determina la ruta de impresión 3D calculada a partir de la orientación del objeto, el material y la resolución deseada. Por lo tanto, la configuración incorrecta de la cortadora puede generar errores en la pieza. Esto puede provocar que las placas de construcción se desprendan y se deformen en la impresión 3D.

4. Imprimiendo demasiado rápido

La impresión demasiado rápida puede provocar lo siguiente, lo que puede causar impresiones 3D deformadas:

¿Cómo solucionar las impresiones 3D deformadas?

Reparar una impresión 3D deformada es casi imposible, especialmente para productos que requieren alta exactitud, precisión y tolerancia. Sin embargo, para los productos que no requieren tanta tolerancia, la única solución a la deformación de la impresión 3D es recalentar la pieza con una pistola de aire caliente y darle la forma.

La solución de deformación de impresión 3D más considerada es reimprimir el modelo. Sin embargo, esto solo debería suceder después de considerar los consejos que se destacan a continuación.

Diez consejos para evitar la deformación de la impresión 3D

Debido a la baja tendencia a corregir una impresión 3D deformada, debe saber cómo evitar el problema antes de imprimir. Aparte de eso, también puede aumentar el costo del servicio de impresión 3D. A continuación, se incluyen varios consejos que puede incorporar antes y durante la impresión para obtener una impresión 3D de calidad.

1. Nivele la plataforma de impresión

Nivelar la cama de impresión le permite obtener la distancia perfecta entre la boquilla y la cama de impresión. Por un lado, una boquilla cerrada puede provocar arañazos en la cama (esto no provoca deformaciones). Por otro lado, una boquilla lejana puede provocar el enfriamiento del filamento extruido antes de que se asiente en la cama de impresión. Esto reducirá la adherencia del filamento extruido y provocará deformaciones. Puede nivelar la cama de impresión realizando una prueba de papel o usando una prueba de impresión.

2. Caliente la base de impresión y el cabezal a una temperatura más alta para las primeras capas

Calentar la cama de impresión y el cabezal puede garantizar que el filamento extruido tenga una mayor viscosidad y se adhiera mejor a la cama de impresión. Para la primera capa, asegúrese de aumentar la temperatura de impresión unos 5 °C. Sin embargo, tenga en cuenta que esto depende del material con el que esté trabajando.

3. Utilice un recinto calentado

Un recinto calentado asegurará que la otra parte de la impresión 3D no experimente deformaciones. Lo hace manteniendo la temperatura estable y reduciendo el grado de contracción.
No todas las impresoras tienen una carcasa térmica. Sin embargo, es posible hacer uno tú mismo.

4. Usa una balsa y un ala

Raft y brim también son complementos que puede usar para evitar la deformación de la impresión 3D. Una balsa es una capa adicional mientras está firmemente unida a la capa de base. Esto mantiene la capa hacia abajo y mejora la adhesión a la cama de impresión. Por otro lado, un borde se adhiere al borde exterior y hace la misma función de mejorar la adherencia.

5. Configure los ajustes de corte

También puede configurar los ajustes de corte para evitar la deformación de la impresión 3D. Hay dos configuraciones que puede utilizar. Uno implica aumentar la altura de la capa de la primera capa al aumentar la superficie de contacto. Hacer esto aumentará la adherencia en la plataforma.

Otra forma es expandir el ancho de línea de la primera capa. Esto aumentará la presión de extrusión, aumentando la adherencia y reduciendo las posibilidades de que se doble. Asegúrese de que la configuración no afecte el grosor de la pared y otros parámetros.

6. Reducir la densidad de relleno a modelos 3D

La densidad de relleno es la cantidad de filamento dentro del modelo. El aumento de la densidad del relleno provocará una gran contracción durante el enfriamiento, lo que provocará deformaciones.

Disminuir la densidad de relleno reducirá la tasa de contracción, disminuyendo las impresiones 3D deformadas.

7. Reducir la velocidad de impresión

Reducir la velocidad de impresión puede evitar la deformación al reducir el rizado de la impresión 3D. Además, al reducir la velocidad de impresión, el enfriamiento se vuelve fácil, hay una adhesión adecuada y se reduce la tensión interna.

8. Apague el ventilador de enfriamiento para las primeras capas

Los ventiladores de enfriamiento aceleran el proceso de enfriamiento. Cuando están altos, pueden enfriar abruptamente el filamento extruido durante el encogimiento, lo que levanta los materiales. Además, puede dar lugar a una adhesión incorrecta de las primeras capas a la cama de impresión. Como resultado, conduce a impresiones 3D deformadas. Por lo tanto, se recomienda apagar el ventilador de refrigeración y mantener caliente la primera capa.

9. Limpieza de la cama de impresión

La limpieza de la cama de impresión también puede ayudar a reducir la posibilidad de que se deforme. Esto se debe a que el polvo y la suciedad pueden reducir la adherencia del filamento a la cama de impresión.

10. Usar adhesivos

Utilice pegamentos, cinta azul o cualquier producto adhesivo para mejorar la adhesión del filamento a la cama de impresión. Sin embargo, asegúrese de que el adhesivo no afecte al filamento y sea compatible con la cama de impresión.

Diferencias entre ABS Warping y PLA Warping en impresión 3D

La deformación de la impresión 3D depende de las propiedades del filamento de impresión 3D. Como resultado, existe una diferencia entre la deformación del ABS y la deformación del PLA. Entender la diferencia entre ambos materiales solo puede ocurrir entendiendo sus propiedades.

El PLA es un termoplástico con mayor resistencia, rigidez y baja temperatura de fusión. Sin embargo, tiene una baja temperatura de fusión y es susceptible a la deformación de la impresión 3D. Aparte de eso, una vez que el filamento se endurece, se vuelve quebradizo, lo que reduce la adhesión de las capas a la cama de impresión.

El ABS es más débil, ligero y menos rígido que el PLA. Por lo tanto, requiere más esfuerzo de impresión debido a que es resistente al calor y susceptible a la deformación. Como resultado, cuando imprima ABS, use una cama de impresión y una boquilla calentadas a unos 40-50 grados centígrados de temperatura.

En general, la principal diferencia entre ellos es que el ABS tiende a deformarse más que el PLA. Esto se debe a que cuando la temperatura de la cama de impresión es demasiado baja o la temperatura de la boquilla es demasiado alta, el PLA tiende a curvarse pero, en general, tiene una deformación mínima menor que el ABS.

¿Qué otros defectos tiene la impresión 3D?

La deformación de la impresión 3D no es el único defecto de impresión 3D que puede experimentar. A continuación se muestran algunos defectos comunes en el proceso:

1. Efecto fantasma

Ghosting es la aparición de pequeñas líneas repetidas en la superficie del modelo. Ocurre debido a la generación de vibraciones cuando la extrusora cambia de dirección. Puede resolver el problema reduciendo la velocidad de impresión y comprobando el componente mecánico de la impresora.

2. Pie de elefante

Esta es la expansión de las primeras capas del modelo 3D en el plano horizontal. Esto ocurre debido a que la boquilla está cerca de la cama de impresión o a las altas temperaturas de la cama de impresión. Puede evitar la pata de elefante disminuyendo la temperatura de la cama.

3. Sobrecalentamiento/Rizado

Esto ocurre debido al calentamiento del filamento y la extrusión a una temperatura muy alta. Por lo tanto, el filamento tiene menos tiempo para enfriarse. Por lo tanto, colapsa o se hunde. Para evitar el rizado, baje la temperatura y aumente la velocidad del ventilador de enfriamiento.

4. Encordado

La formación de hilos se produce cuando el plástico gotea de una sección de impresión y se pega a otra sección cuando se mueve la boquilla. El problema surge debido a una configuración inexacta. Puede evitar la formación de hilos reduciendo la temperatura y aumentando la velocidad de retracción de la impresora.

5. Agrietamiento

Esto ocurre cuando las capas no se unen correctamente. Se produce por mala adherencia entre las capas o por retracción térmica.

Para evitar grietas, aumente la temperatura y reduzca la velocidad del ventilador de enfriamiento. También puede asegurarse de que haya un enfriamiento adecuado durante la impresión.

Conclusión

La deformación de la impresión 3D es una ocurrencia común durante la deformación. Ocurre principalmente debido a la diferencia de temperatura que resulta en una variación en el enfriamiento. Por ser común, es necesario prevenir el proceso. Por lo tanto, esto habla sobre la deformación de la impresión 3D, sus causas y solución, y cómo prevenirla.

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Preguntas frecuentes

¿Puede el filamento causar deformación?

Sí, el uso del filamento incorrecto puede provocar la deformación de la impresión 3D. Por ejemplo, PLA y ABS son filamentos comunes en la impresión 3D. Sin embargo, el ABS es más susceptible a la deformación debido a sus propiedades. Asegúrese de comprender el filamento con el que está trabajando para aprovechar al máximo la impresión 3D.

¿A qué temperatura se deforma el PLA?

El PLA sufre cambios dimensionales incluso a unos 70 °C. Sin embargo, a una temperatura más alta (alrededor de 170 °C), el objeto colapsó por completo (se derritió).

¿Puede el filamento mojado causar deformaciones?

Sí, los filamentos húmedos pueden volverse quebradizos durante la impresión, lo que reduce la adhesión a la cama de impresión. Aparte de eso, los filamentos húmedos pueden generar burbujas que arruinan la calidad de la impresión 3D.



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